Alumiiniumoksiidiga kuul: miks nad ikka veel annavad parima tasakaalu reaalses maailmas jahvatamisel

Pärast enam kui kakskümmend aastat jahvatusvahendite määramist keraamikatehaste, mineraalide töötlejate ja erikemikaalide jaoks olen õppinud, et kõige odavam jahvatusvahend osutub harva kõige ökonoomsemaks. Alumiiniumoksiidist jahvatuskuulid asuvad selles kasulikus keskel, kus jõudlus, saastekontroll ja kogukulu on tegelikult kooskõlas. Need ei ole kõige kõvemad ega kergemad turul, kuid enamiku märg- ja kuivlihvimistööde puhul, millega ma olen tegelenud, annavad nad kõige paremini prognoositavaid tulemusi pikkade kampaaniate jooksul.

Need pallid on valmistatud alumiiniumoksiidist, tavaliselt 92 % kuni 99 % Al₂O₃. Mida suurem on alumiiniumoksiidi sisaldus, seda parem on kulumiskindlus ja seda väiksem on lisandite sisseviimise oht. Tootmine algab hoolikalt jahvatatud alumiiniumoksiidipulbriga, mis on segatud väikese koguse paagutamisvahenditega. Seejärel vormitakse pulber valtsimise või isostaatilise pressimise teel keradeks, kuivatatakse ja põletatakse temperatuuril, mis on tunduvalt kõrgem kui 1500 °C. Paagutamise käigus seotakse osakesed tihedaks, peeneteraliseks struktuuriks, mille poorsus on väga väike. Valmis kuulid on umbes 3 mm kuni 80 mm või suuremad, sõltuvalt veski läbimõõdust ja tahkete osakeste sihtsuurusest.

Tehases on kõige olulisem see, kuidas need omadused kajastuvad igapäevases töös. Alumiiniumoksiidi kuulide Mohsi kõvadus on umbes 9, mis on piisavalt kõrge, et jahvatada tõhusalt kvartsi, maaspati, tsirkooni ja paljusid maake. Nende puistetihedus jääb vahemikku 3,6-3,9 g/cm³, nii et iga kuul kannab head löögienergiat, ilma et see oleks liiga raske. Märgjahvatamisel on kulumiskiirused tavaliselt väga väikesed - tavatingimustes sageli alla 0,02 % tunnis -, mis tähendab, et materjalilaeng kestab kauem ja veski vooderdus kulub vähem agressiivselt. Kuna materjal on keemiliselt inertne, ei reageeri see enamiku hapete, leeliste ega orgaaniliste ühenditega ning ei sisalda praktiliselt mingit rauda või muud metallist saastet. Viimane punkt on kriitilise tähtsusega, kui lihvite keraamilisi kehasid või glasuure, kus isegi väike kogus rauda võib muuta värvi või põhjustada defekte põletatud tootes.

Olen näinud praktilist erinevust mitu korda. Ühes glasuuritehases vähendas üleminek tulekivikillustikelt 95 % alumiiniumoksiidikuulile jahvatusaega ligikaudu 25 % võrra, parandades samal ajal partiide järjepidevust. Killustik kulus ebaühtlaselt ja aeg-ajalt killustus, jättes maha jämedaid osakesi, mida tuli välja sõeluda. Alumiiniumoksiidi kuulid jäid kauem ümaraks ja tekitasid tihedama osakeste suuruse jaotuse. Mineraalide jahvatuskontuuris, kus töödeldakse räniliiva, vähendas sama materjal raua kogumist alla tuvastatava piiri, mis kõrvaldas täiendava magnetilise eraldamise etapi järgneval etapil. Sellised eelised lisanduvad kiiresti, kui töötate ööpäevaringselt mitmel jahvatusel.

Loomulikult ei ole alumiiniumoksiidi kuulid iga rakenduse jaoks õige lahendus. Need maksavad kilogrammi kohta rohkem kui teraskuulid või põhilised keraamilised materjalid, nii et põhjenduseks on tavaliselt väiksem saastumine, pikem materjalielu või väiksem energiakulu toote tonni kohta. Väga kõvade maagide väga suure löögikindlusega kuivlihvimisel võib siiski eelistada tsirkooniumoksiidi või teraskeraamikaid, sest nende tihedus ja sitkus on suurem. Alumiiniumoksiidkuul võib ka puruneda või puruneda, kui veski töötab pikka aega tühjalt või kui täidisesse satuvad võõrad metallesemed, seega on oluline hea majapidamine ja veski nõuetekohane laadimisprotseduur.

Valiku ja töö üksikasjad teevad märgatavat vahet. Levinud viga on kasutada kogu laengu jaoks ühte palli suurust. Kõige tõhusamad seadistused kasutavad astmelist laengut - suuremad kuulid algseks purustamiseks ja järk-järgult väiksemad peenjahvatuseks. Märgveskites tuleb jälgida ka kuulide ja materjali suhet ja sette viskoossust; liiga viskoosne sete võib pehmendada kuulid ja vähendada jahvatuse tõhusust. Kuulide kulumise korrapärane kontroll ja aeg-ajalt toimuv täiendamine hoiab laengu parimal võimalikul tasemel. Tavaliselt soovitan ma hoida kohapeal väikest varu kõige sagedamini kasutatavatest suurustest, nii et veskid ei pea tarne ootamise ajal töötama tühjaks jooksnud või halvasti sorteeritud laenguga.

Käsitsemine on lihtne, kuid seda tasub teha hoolikalt. Uusi palle tuleks enne laadimist kontrollida pragude või laastude suhtes. Veski laadimisel on kõige parem neid lisada järk-järgult, kui veski pöörleb aeglaselt, mitte lasta kogu laeng korraga maha. Pärast kampaaniat saab kulunud kuulid sageli sõeluda ja uuesti kasutada teises veskis, mis talub veidi väiksemat täitematerjali.

Laiemalt vaadatuna sobivad alumiiniumoksiidi jahvatuskuulid hästi kokku praeguse survega vähendada energiatarbimist ja jäätmeid. Kuna need kuluvad aeglaselt, on kasutatud materjal, mis tuleb kõrvaldada või ringlusse võtta, väiksem kui paljude alternatiivide puhul. Nende püsiv jõudlus aitab samuti säilitada tehase stabiilset läbilaskevõimet, mis vähendab kaudselt energia raiskamist käivitamis- ja seiskamistsüklite ajal.

Lõpuks on alumiiniumoksiidi jahvatuskuulid endiselt populaarsed, sest need lahendavad probleemid, mis on tegelikult olulised töötavates käitistes: vähene saastumine, prognoositav kulumine ja vastuvõetavad kogukulud laengu eluea jooksul. Need ei asenda kõiki teisi meediumitüüpe, kuid kui teie protsessis väärtustatakse puhtust ja järjepidevust sama palju kui toorjahvatuse kiirust, on need jätkuvalt üks kõige praktilisemaid valikuid. Kui hindate uue või olemasoleva veski jahvatusainet, siis on kõige parem viis kinnitada majanduslikku tasuvust teie konkreetsete tingimuste jaoks, kui teete nõuetekohaselt kavandatud katsetusi oma tegeliku söödamaterjaliga.